关于核能安全性的讨论

第一篇：关于核能安全性的讨论

关于核能安全性的讨论

09资科2班

罗小迪

摘要：自日本福岛地震之后，核安全问题引起社会上广泛而激烈的讨论，评估核能的优缺点和带来的影响，讨论核能是否应该成为未来电力的主要来源。

今年3月，日本地震导致了核泄漏，之后的一系列问题引发了全球对于核能安全性的激烈讨论。

自核能的开始利用以来，发生了不下10起严重的核泄漏事故，人们总结了20世纪全球十大核事故:

--1986年4月26日切尔诺贝利核泄漏事故：切尔诺贝利核泄漏事故被称之为历史上最严重的核电站灾难.1986年4月26日早上,切尔诺贝利核电站第4号反应堆发生爆炸,更多爆炸随即发生并引发大火,致使放射性尘降物进入空气中.据悉,此次事故产生的放射性尘降物数量是在广岛投掷的原子弹所释放的400倍.--1979年3月28日三里岛核电站事故：三里岛核电站2号反应堆发生的放射性物质外泄事故是美国历史上最为严重的核电站事故,尽管此次事故并没有造成人员伤亡.--1966年1月17日帕利马雷斯氢弹事故：在西班牙海岸上空进行加油时,美国一架B-52轰炸机与KC-135加油飞机发生相撞.撞击之後,加油机彻底毁坏,B-52轰炸机惨遭解体,所携带的四枚氢弹“逃离”破裂的机身.其中两枚氢弹的“非核武器”撞地时发生爆炸,致使490英亩(约合2平方公里)的区域被放射性 污染.搜寻人员在地中海发现了其中一个装置.--1968年1月21日图勒核事故：由于舱内起火,美国一架B-52轰炸机的机组人员被迫作出弃机决定,在此之前,他们本可以进行紧急迫降.B-52轰炸机最後撞上格陵兰图勒空军基地附近的海冰,导致所携带的核武器破裂,致使放射性污染物大面积扩散.--1957年10月10日温斯克尔大火：位于坎伯兰郡附近的一个英国核反应堆石墨堆芯起火酿成核灾难.大火导致大量放射性污染物外泄.此次核灾难是三英里岛核电站事故发生前最为严重的反应堆事故.--1987年9月13日戈亚尼亚核事故：在巴西的戈亚尼亚,一名垃圾场工人撬开了一个废弃的放疗机,并拆掉了一小块高放射性的氯化铯,灾难就此降临到这座城市,当时共有超过240人受到核辐射.由于被放射性材料的亮绿色蒙骗,孩子们用手接触并涂抹在皮肤上,导致几个街区污染,不得不拆除.--1993年4月6日托木斯克-7核爆炸：这起发生在西伯利亚托木斯克的核事故是由硝酸清洗容器时发生爆炸导致的.爆炸致使托木斯克-7的回收处理设施释放出一个放射性气体云.--1985年8月10日K-431核潜艇事故：在符拉迪沃斯托克(K-431核潜艇)补充燃料过程中,E-2级K-431核潜艇发生爆炸,放射性气云进入空中.10名水兵在这起核事故中丧命,另有49人遭受放射性损伤.--1999年9月30日东海村核事故：发生在东京东北部东海村铀回收处理设施的核事故是日本历史上最为严重的核灾难.事故发生时,工人们正在混合液体铀.--1970年12月18日加卡平地核事故：在巴纳贝利核实验过程中,美国内华达州加卡平地地下一万吨级当量核装置发生爆炸,实验之後,封闭表面轴的插栓失灵,导致放射性残骸泄漏到空气中.现场的6 名工作人员受到核辐射.利用核裂变发电，人们最担心的是它的安全性，因为：

1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。

2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。

3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。

4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。

核能利用的安全性，主要有两方面问题：一是核废料的处理，二是保证核反应堆安全运行不发生事故。

这里我有了疑问，核燃料、核废料是如何处理的？

通过查找资料，得到的方案如下：

使用后的核燃料便是核废料，由于它有强烈的放射性，所以特别需要加以注意。通常要先在水池中放几个月，以去除裂变生成物的衰减热，并使强烈辐射能得到衰减。然后将燃料棒切成小片，放在溶解槽中用硝酸溶液进行溶解，再从溶解液分离出铀和钚。无用的废弃物，按照其不同的放射性水平给以不同处理，通常要密封起来深埋。

在日常运转中，主要需注意核泄漏。核泄漏通常是由于燃料棒包皮破损，使放射性物质随冷却材料而泄漏出去。在轻水堆中，为了防止核泄漏，设有三道防线。第一道防线是要保证燃料棒包皮不被损坏。第二道防线是把包括附属设备在内的反应堆都放在压力容器内。第三道防线是把压力容器再密封起来。这样，即使有些核泄漏，也不会对外部产生影响。

为什么核能那么令人担忧，却在世界上被广泛利用呢？

首先，核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。

然后，核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳，核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途。

另外，核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存

都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

在核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

由于核发电的历史已长达40多年，所以已经逐渐积累了一整套行之有效的方法，在正常情况下是可以保证安全的。40年来唯一一次灾难性事故是前苏联切尔诺贝利核电站事故。事故的原因一是设计上不合理，二是操作不正确。因此这类事故是可以避免的，而不是从原理上说必定会发生的。

相比传统发电方式，无论是从经济还是从环保方面看，核能都具有发展优势。从经济上看，发展核能有充分依据。现有的核电站通过延长运营寿命、增加容量等可以进一步降低发电成本。在环保方面，如果各国对二氧化碳排放采取惩罚性措施，核能就更具有竞争力。核能发电不产生温室气体，有利于解决全球气候变暖和空气污染问题。

总而言之，核能的安全性是有所保障的，目前已经有完整的处理和保护措施，发生核安全事故的可能性非常低。而核能带来的经济和环境效益让人无法忽视，在温室效应愈发严重的今天，发展核电是可行而有效的。

参考文献：百度百科，中国基础教育网，中国经济网

第二篇：光伏电站安全性讨论

光伏电站安全性讨论

从太阳能光伏发电等新能源的使用角度看，有许多特有的优点:

1、分布式光伏发电可实现就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路的损失;

2、太阳能不用燃料，运行成本很低;

3、太阳能发电没有运动部件，不易用损坏，维护简单，特别适合于无人值守情况下使用;

4、太阳能发电不会产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源;

5、太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负荷的增减，任意添加或减少太阳能方阵容量，避免浪费。这些优点使得分布式光伏发电不存在较高的操作难度和危险性，安全性得到了保障，为广泛推广提供了现实的可行性。

但从运行维护的角度来说，光伏发电也并非完全安全无隐患的。与独立占地的大型地面电站不同，分布式光伏发电需要依附居民住宅、工业厂房、仓库、商业大楼、学校市政建筑等，而这些建筑物载体一般都有人口密集、配装有相关精密仪器设备或存放有易燃物质的特点，所以分布式光伏发电对于安全性能的要求就更加严格，必须要保证光伏发电不影响这些建筑物原有的生产生活功能，对人员、生产、物资不产生安全隐患。

为了避免安全事故的发生，在开展电站方案设计及设备选型之时，会严格做好一系列准备工作。

第一：分析安装分布式光伏发电系统的载体建筑，做好合理安全的空间规划，必须安排专门的空间区域放置光伏组件和配电逆变等发电设备，尽量避免非专业人员接触发电设备，以免引发安全事故。

第二：对选用设备的品质和产品认证齐备情况进行充分的了解，确认逆变器所获得的认证证书和认证质量，不仅需要将EMC(电磁兼容)问题作为重要考虑内容，必要时要采用相关的辅助措施，以防出现发电设备对原有电子设备的电磁干扰，同时还需要在逆变器输出汇总点设置易于操作、可闭锁、且具有明显断开点的并网总断路器，以确保电力设施检修维护人员的人身安全，杜绝可能出现的孤岛效应。

第三：在完成以上要求的基础上，对防火、接地、应对强风方面加大防护力度。

第四：另一方面，在分布式光伏发电系统的正常运行过程中，我们应当坚持对发电系统进行安全性定期检查，同时不断提高分布式光伏发电系统的智能化运维能力，将所有可能出现的安全故障第一时间得到反馈，在保证发电效率的同时提高整个系统的安全性。具体来说，除了基本的消防安检措施外，还特别要求光伏系统具备自我检测、识别异常并主动停止异常发电组串工作的功能，降低火灾发生可能性。发电系统的任何一个环节，光伏电池、组串汇流、逆变设备等，都可以作为这一智能自检自控功能的加装应用载体。

通过分析，我们不难看出，分布式光伏发电在总体上的安全性是值得信赖的，随着行业标准和规范的不断提高，分布式光伏发电因为设备质量问题、设计建设问题而导致的安全隐患必然会越来越少，但是因为其自身发电模式的特殊性，还是需要业主关心分布式光伏发电系统的整体安全性能，养成定期维护的良好习惯。

第三篇：核能可持续发展

核能可持续发展

核能(nuclear energy)是人类历史上的一项伟大发现，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的应用奠定了基础。

1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。1905年爱因斯坦提出质能转换公式。

1938年 德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。1954年苏联建成了世界上第一座核电站------奥布灵斯克核电站。在1945年之前，人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时，原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前景的研究。

大自然的奉献与人类的聪明才智的结合缔造了核能，一个世纪的时间，核能已经成为了世界能源家族中最重要的一员了。在今天，核能主要有四个作用：

第一也是最主要的用途即用于电力生产。当今世界面临的最大问题之一就是能源短缺。像石油、天然气、煤炭，这些化石燃料不但是污染源，而且终将耗尽。此外，从石油中可以提炼石油化工产品或更有价值的产品，所以应该节约使用石油。现在世界上许多国家，特别是工业国家几乎都用核能发电，世界16%的电也是通过核能保障的。世界上六分之一的电是由核电站生产的。现在许多国家还在继续建造核电站。

第二个用途即发展医学技术。现在核技术的发展越来越使医学技术受益，许多病症需要用放射性物质来治疗和预防。如：核放射和核药物对确诊和治疗癌症就有很大的功效。科学家们制造了各种核放射仪器，用其确诊脑癌、肠癌、前列腺癌和乳癌。这些机器对医生对症下药提供了很大帮助。此外，核放射物还能确诊甲状腺、传染病、关节炎、贫血等症状，这使医学越来越依赖于核技术。现今可以用核能而发明的“CT”和核磁共振来确诊每个人身体上不适的地方，并且其误诊率非常低。

第三个用途即用于处理食物。核技术对食品的影响也越来越大，如有些容易腐坏的食品，现今可以通过核放射物处理就不易腐坏。与此同时，专家们利用核技术消灭食物和植物中的病毒，从而延长事食物的有效期。核技术对食品的另一益处是改变事物食物基因，提高植物质量。伊朗北部古尔冈市农业与自然资源学院的副校长拉希米扬博士说：‘核技术还能用于改变植物基因，以增加植物的种类，从而挑选优质品种。科学家还能利用核技术提高农作物的产量和质量，并且使农作物抵御各种灾害。”

第四个用途为用于其他事物。如，在和技术的帮助下，可以勘探地下水源，或发现水坝受损或渗水。此外核技术还能淡化水，能扫雷。也还可以帮助兽医，对畜牧业产品的质量有一定的提高作用。核能是人类最具希望的未来能源。目前人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研制之中。目前核能的原料开采除了传统的陆地资源开采，还包括两种新来源：海洋核能与月球核能。

月球核能：早在20世纪60年代末和70年代初，美国阿波罗飞船登月时，6次带回368.194千克的月球岩石和尘埃。科学家将月球尘埃加热到3000华氏度时，发现有氦等物质。经进一步分析鉴定，月球上存在大量的氦-3。科学家在进行了大量研究后认为，采用氦-3的聚变来发电，会更加安全。有关专家认为，氦-3在地球上特别少，但是月球上很多，光是氦-3就可以为地球开发1万-5万年用的核电。地球上的氦-3总量仅有10-15吨，可谓奇缺。但是，科学家在分析了从月球上带回来的月壤样品后估算，在上亿年的时间里，月球保存着大约5亿吨氦-3，如果供人类作为替代能源使用，足以使用上千年

在当今世界，核能已经被许多国家利用起来，主要用于发电。但是在人类利用核能的一个世纪的时间内，核电站出现过严重的问题，历史上出现过最严重的问题应当就是切尔诺贝利核电站事故与广岛和长崎原子弹爆炸事件。

切尔诺贝利核电站事故于1986年4月26日发生在乌克兰苏维埃共和国境内的普里皮亚季市该电站第4发电机组爆炸，核反应堆全部炸毁，大量放射性物质泄漏，成为核电时代以来最大的事故。辐射危害严重，导致事故后前3个月内有31人死亡，之后15年内有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。为消除事故后果，耗费了大量人力物力资源。广岛与长崎原子弹爆炸发生在第二次世界大战末期，美军在1945年8月分别在日本的广岛市与长崎市投下原子弹，这也是原子弹唯一一次在战争中使用。美国计划使用曼哈顿计划中成功制造的核武器，并分别在8月6日及9日在广岛与长崎投下小男孩原子弹及胖子原子弹。广岛约有90,000－166,000人因核爆而死亡，长崎则有60,000–80,000人死亡。这两起事故因为其核物质的强放射性，是几十万人死去，并且还直接影响着后代，在切尔诺贝利发生的27年后的今天，人们依然谈其色变，据专家估计，消除这场浩劫对自然环境的影响需要800年，而持续的核辐射则会延续10万年。在人类灾难史上，这是何其严重的一笔。总的来说，核电的缺点可以概括为：

1．核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。

2．核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。

3．核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。4．核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。5．兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

6．核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害

观察到核能的缺点，同时我们也正视核能的优点。据了解，全世界已有30个国家拥有核电站。在这些国家中，有26个国家有建造更多其他核电站的计划，而有4个国家决定不再建造核电站。另外，有15个暂未拥有核电站的国家正在准备建造属于这些国家的核电站。法国是核电利用很高的国家，其现有59座核电站，供应全国87.5%的电量，可以说，核电是法国生活必不可少的部分。因为有了核能，我们对传统能源不在那么担心，面对现今世界的能源短缺，污染环境等问题，核能发电是再好不过的选择了。总的来说，核能的优点可以概括为以下几点；

1．核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。

2．核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。3．核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，暂时没有其他的用途。4．核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。

5．核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

我们担心将来核能会不受控制，担心将来核能会用于战争毁灭地球，但这不是取消核能的必须要求，核能清洁、高效，是无法替代的优秀能源，在发生的所有核能事件中，都是人为的疏忽或大意才造成了无法挽回的后果，有了前人的教训，我相信每一个国家都会重视核电站的安全与核能的安全，未来是核能的天下。

第四篇：核能论文

核能利用现状与分析

摘要：核能是由原子核内部结构发生变化而释放出的能量。核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。由世界第一座核电站投入运行后，核电站已经具有污染少，储量丰富，运输方便，燃料成本低，不会加重温室效应等优点，但也具有废料放射性，热效率低，泄漏后果严重等缺点。核电占世界重发电量比重日趋增大。但核燃料泄漏安全已成为世界最为关注的问题，它被认为是存在着风险的，失控后不能用于发电，还会酿成灾害。

关键字：核能；核能发电；核能前景；核泄漏

前言

能源是人类社会的生命线，一个国家开发和利用能源的水平，标志着这个国家的生产力水平、文化水平和人民生活水平。但随着人们日益对资源能量的渴求，传统的能源已经满足不了人们的需求,它们地球上的储量日益面临枯竭。

从而20世纪中期，核能成为了一种新的能源，而不是用于军事。

到了本世纪70年代，核能与核技术已在许多方面形成了新兴的产业，在西方发达国家，核技术的应用已经深入到国民经济的各个领域，技术日趋成熟，并不断取得新进展。核能的利用的优点也伴随着缺点，而且绝不能忽视的。核能原理

2Mmc由相对论的质能关系式 可知，质量和能量是相互联系的。当一个系统的能量减小时，系统向外界散发能量；反之系统吸收能量。我们知道，原子核是由质子和中子组成的，质子和种子都叫做核子。组成某一原子核的核子的的质量和与该原子核质量的差值叫做原子核的质量亏损，用m表示。原子核的质量亏损说明，在原子组成原子核的过程中有能量放出，放出的能量E由质能关系式可得：

E=mc2

这种自由核子结合成原子核时放出的能量叫做原子核的核能，用B表示。相反若要让原子分解成单个的原子，原子核要从外界吸收相应的能量。

由此可见，在原子核内蕴藏大量可利用的能量，而重核裂变和轻核裂变是获取核能的两天主要途径。[1] 世界核能历史

核能是人类历史上的一项伟大发明，这离不开早期西方科学家的探索发现，他们为核能的应用奠定了基础。

19世纪末 英国物理学家汤姆逊发现了电子。1895年 德国物理学家伦琴发现了X射线。1896年 法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。1898年 居里夫人发现新的放射性元素钋。

1902年 居里夫人经过4年的艰苦努力又发现了放射性元素镭。1905年 爱因斯坦提出质能转换公式。

1914年 英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。1932年 英国物理学家查得威克发现了中子。

1938年 德国科学家奥托哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。1942年12月2日 美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。1945年8月6日和9日 美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。1954年 苏联建成了世界上第一座核电站——奥布灵斯克核电站。

在1945年之前，人类在能源利用领域只涉及到物理变化和化学变化。二战时，原子弹诞生了。人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色列等国相继展开对核能应用前景的研究。

世界第一座核电站投入运行始于1954年6月27日，位于前苏联的奥布灵斯克。其热功率为3万千瓦，电功率为5千千瓦。发电率为16.6%、这一小型的实验性核电站标志着人类第一次能把核应用于和平建设。

此后，核电站如雨后春笋般在全国各地建立起来。然而，从二十实际八十年代开始，核能逐步由高潮走入低潮，其原因是20实际七十年代两次石油危机使工业发达国家的经济由高速发展转入到平稳发展，产业结构由高能耗向高技术低能耗方向调整，使大批项目停建，取消，核电首当其冲。截至2000年，全世界共有433座核电机组在运行，总装容量。[2] 3 核能应用现状及分析

3.1 核能优点 核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源。一吨金属铀裂变所产生的能量，相当于270万吨标准煤。按照地球上有机燃料的储量和人类耗能的情况来估算，地球上煤的储量大概再过200多年即将耗尽，石油则只够用约40年。聚变反应堆成功以后，能源真可谓取之不尽，用之不竭，人类将不再为能源问题所困扰了。核电是清洁的能源，有利于保护环境。目前世界上大量燃烧有机燃料的后果是相当严重的。燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亚氮等气体，不仅直接危害人体健康和农作物生长，还导致酸雨和大气层的“温室效应”，破坏生态平衡。比较起来，核电站就没有这些危害。核电站严格按照国际上公认的安全规范和卫生规范设计，对放射性三废，原则上是回收处理储存，不往环境排放。核电在经济上也有优势。核电厂由于特别考究安全和质量，建造费比火电厂高，一般要高出30%～50%，但燃料费则比火电厂低很多，火电厂燃料费约占发电成本的50%～60%，而核电厂的燃料费则只占20%～30%，总的看起来，一般来说核电厂发电成本与燃煤电厂成本相当，而在需要远距离运煤的地方，则要低15%～30%。我国台湾省核电厂成本仅是那里烧石油电厂成本的二分之一。核电厂燃料的运输量只及相同容量煤电厂煤炭运输量的十万分之一。以田湾核电厂为例，它两套机组的总容量为200万千瓦，每年只需核燃料48吨。如果是相同容量的烧煤电厂，每年就需烧煤600万吨。[3] 5 以核燃料代替煤和石油，有利于资源的合理利用。煤和石油都是化学工业和纺织工业的宝贵原料，能以它们制造出多种产品。它们在地球上的蕴藏量是很有限的；作为原料，它们要比作为燃料的价值高得多。[4] 所以，从合理利用资源的角度来说，也应逐步以核燃料代替有机燃料。总之，核能的优点终将为人们所确认。它的利用是解决能源问题的必由之路。

3.2 核能缺点

1.核能电厂会产生高低阶放射性废料，或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰。

2.核能发电厂热效率较低，因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重。[5] 3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高。

4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。[6] 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境，会对生态及民众造成伤害。[7] 所以核能的利用应在法制健全，技术先进，管理规范严谨的前提下，而且存在着自然灾害的影响，导致核泄漏，产生严重后果。

3.3 核能在能源中的重要性

能源是人类社会的生命线，一个国家开发和利用能源的水平，标志着这个国家的生产力水平、文化水平和人民生活水平。

在十九世纪产业革命之前，人类消耗能源的增长，相当缓慢。产业革命以来，由于经济的发展，能源耗量也迅速增长。近一百年来，世界能耗增长了二十倍。在上世纪五十年代，世界能源年耗量相当于26亿吨标准煤，至八十年代初已超过年耗量100亿吨标准煤。2000年世界能源的年耗量已超过180亿吨标准煤。但是，迄今为止，世界耗能的85%均来自燃烧煤、石油、天然气等有机燃料。人类已经面临选择后续替代能源的问题。[8]

自然界中，除有机燃料外，核能、水力、风力、太阳能、地热、潮汐能也都是可资利用的能源。水力是无污染的能源，应充分开发使用，但水力资源终究有限，且受地理条件限制。水力发电量又随季节变化很大，故光水力满足不了日益增长的能源要求。太阳能、潮汐能、风力、地热等受多种条件限制，只能在一定条件下有限开发，很难大量使用。多种预测资料表明，即使做较乐观的估计，上述这几种能源中每种在能源总耗量中的比例，都很难超过1%。现在，技术上已较成熟，且能大规模开发使用的，唯有核能。目前，世界上正在运行发电的核电机组已有438座，总电功率为三亿五千多万千瓦，核电占世界总发电量的17%，法国核电占全国总电量的比例已达76%。[9] 所以人类对能源要求的前景来看，发展核能将是必由之路。这是因为核能有其无法取代的优点。

3.4 我国核能现状

我国是重视核能发电的。早在1955年中央制定原子能发展计划12年大纲中就提出：“用原子能发电是动力发展的新纪元，是有远大前途的。在有条件下应用原子能发电，组成综合动力系统”。1974年周恩来总理批准了30万千瓦压水堆核电站方案，作为科技开发项目，列入了国家计划。这就是秦山核电站的由来。于1991年12月15日并网发电，结束了我国大陆无核电的历史。从法国成套进口的广东大亚湾两台90万千瓦的核电机组，也分别于1993年和1994年并网发电。这两个核电站为我国核电发展创造了良好的基础。

在党中央和国务院的重视和关怀下，九五期间我国已开工建设的核电机组有八套，其中：

[10] 1.自行设计建造的秦山二期，有二套60万千瓦级压水堆核电机组，已于1996年6月正式开工，其第一套机组已于2002年2月并网发电，5月达到满功率运行。

2.广东岭澳核电站，与法国合作建设二台90万千瓦级压水堆核电机组，已于1997年5月正式开工建设，其第一套机组已于2002年5月投入商业运行。

3．秦山三期核电站，与加拿大合作建设二台重水堆70万千瓦级机组，已于1998年6月开工建设，预计其第一套机组将于2002年11月并网发电。

4.江苏连云港田湾核电站，与俄罗斯合作建设二套100 万千瓦级压水堆核电机组，已于1999年10月开工建设，预计其第一套机组将于2004年建成发电。[11]

核技术除了用于发电，在工业、商业、医学等各领域的应用也都有较大的发展。目前，中国从事核应用技术开发和生产的企事业单位有３００多家，产业规模达到年总产值１５０多亿元。进入９０年代以来，工业用电子加速器、工业钴源的实际装源量的年均增长速度维持在２０％以上，是世界上发展最快的国家之一。核技术的应用开发取得一批重要成果，核技术应用的产业化进程明显加快。海关集装箱电子束监测系统、电子束信件灭菌装置等一批装置研制成功，为打击走私和反恐活动提供了新型有效的技术手段。核技术在我国农业领域得到了广泛应用，并取得了卓越成就，创造了巨大的经济、社会与生态效益。中国拥有７个放射性药物生产基地，核医疗器械一直保持快速发展的势头，１０００多家医院应用核医学技术，核医学得到普及和推广，为提高人民健康水平做出了积极贡献。[12]

3.5 核能安全

涉及核电站的一个主要问题，是人们对安全标准和安全设备的担忧，因为放射性泄漏总是可能发生的。

对安全最严重的是燃料可能融化，使大量放射物质向环境排放。[13]当然，这种状况是我们在考虑安全性时的一种最坏的设想。事实上，核电站事故在有些国家发生过，但像那种严重事故的自由反应堆以来只有2次。[14]反应堆产生的废物有气体，固体，液体三种，对放射性废物处理的基本要求是：在排放的废气，废液中，放射性物质的浓度低于规定值；存放，储存和投掷深海的固体废物的措施安全可靠。[15]

但在2011年3月15日，日本福岛核电站发生核泄漏事件。日本核泄漏造成的核污染其辐射范围正一步步向外扩散，先是我国沿海地区，接着内地，今天传来除西藏外全国所有省市均在空气中检测到放辐射物质的消息。这核能事故敲响给世界核能安全安敲响了警钟。对于自然灾害对核设施的影响，人们更应注视。更应制定更加严格的控制核能的法律以及对事故的防范措施。结论

国民经济要发展，能源是基础。总之，核能开发利用的前景是光明的，但这终究是一个长期的大系统工程，既要解决为国民经济服务的大量工程技术问题，又要为下一步发展进行系统的预先研究和基础研究，牵涉到的学科范围也十分广泛。因此，必须远近结合，高瞻远瞩，全面考虑，统筹安排，认真落实。发展核能的同时也要时刻考虑着核能的安全利用，一旦发生危害弊远远大于利。

参考文献：

【1】 王莹,21世纪新能源的开发与利用 , 2007.【2】翟秀静，刘奎仁，韩庆，新能源技术, 2005.【3】王丰，热力发动机优化设计,1993.【4】周乃君，能源与环境 , 2008.【5】《一看就懂丛书》编写组，一看就懂的科学发现大事典, 2009.【6】魏切尔，舒尔茨著；俞誉福译，放射生态学核能与环境第1卷, 1988 【7】王喜元，从核弹到核电核能中国, 2009.【8】王莹著，世纪新能源的开发与利用, 2007.【9】翟秀静，刘奎仁，韩庆，新能源技术, 2005.【10】全民科学素质工作领导小组办公室，能源篇, 2007.【11】王秀清，世界核电复兴的里程碑，中国核电发展前沿报告, 2008.【12】Zentner,Irmela;Tarantola,Stefano;de Rocquigny,E ,Sensitivity analysis for reliable design verification of nuclear turbosets.2011.【13】Linnerud,Kristin;Mideksa,Torben K.;Eskeland,Gunnar S ,The Impact of Climate Change on Nuclear Power Supply.Energy Journal 2011.【14】徐恒馨;李弘毅 ,新能源之核能, 2010.【15】中华人民共和国科学技术部，国际安全生产发展报告, 2006.

第五篇：《核能》教学设计

《核能》教学设计

石羔中学 彭棠妍

【教学目标】

一、知识和技能

1．知道释放核能的两种方式。

2．了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程。

二、过程与方法

1．通过学生搜集信息、阅读资料、相互交流，判断核能与我们的生活的有关说法是否正确，培养学生信息处理能力。

三、情感态度与价值观

1．从能源问题到能源科学引发学生的学习兴趣和学习欲望。

2．认识科学技术对人类生活的影响，树立将科学服务于人类的意识。

3．初步认识科学与技术对人类生活的影响有两面性，增强学生热爱和平及振兴中华的使命感与责任感。【重点与难点】 1．重点

裂变和聚变的概念。2．难点

知道可控链式反应，和平利用核能。【教学准备】 PPT课件

【教学过程】

一、引入新课

课件引入展示：21世纪我国和世界（煤）能源消耗的曲线图。

化石能源:煤、石油、天然气是现代人类文明所需的主要能源。由于其属于不可再生的资源，随着不断开采逐渐枯竭，所以总有使用殆尽的一天。俗称“能源危机”。

师：大家想一想，长期这样下去，肯定会发生能源危机。我们应该采取什么样的措施来挽救能源危机呢？

（学生讨论、交流并回答）

师：有的同学说要不断开发新能源，有的同学说开发利用取之不尽，用之不绝的太阳能„„同学们的意见都很有道理，都是解决人类能源危机的好方法。

20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。今天我们就来学习有望在将来彻底解决人类能源危机的新能源──核能。

二、进行新课

1、首先，请同学们先阅读课文，并完成课前预习内容。

一、原子结构

1、原子由带正电的 和带负电的 组成。

2、原子核由带正电的 和不带电的 组成。

二、核能

1、定义：质量较大的原子核发生 或者质量较小的原子核相互 时释放出的能量。

2、裂变

（1）定义：用中子轰击质量比较大的 变成，同时释放出巨大的能量。

（2）链式反应：铀核分裂时释放出，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会，导致一系列铀核持续裂变，释放出大量核能。

3、聚变

（1）定义：将某些质量很小的，在超高温下 成新的原子核，会释放出巨大的核能。

（2）应用：氢弹

（学生讨论、交流并展示答案，教师补充）

2、深入分析

（一）原子、原子核（学生讲解）

教师根据学生预习情况，结合图片补充讲解一下原子的结构：

如果把原子比作大广场，原子核就像几颗豆粒挤在广场中央，但整个原子的质量和能量几乎都集中在原子核上。

（二）核能

（教师讲授）质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，一旦原子核发生分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。

1.裂变

较重的原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放出能量的过程就是核裂变。怎样才能使裂变继续下去呢？

想想议议：展示：将火柴搭成如图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么现象呢？

（学生回答）

一根火柴点燃两根，两根点燃四根，如此像锁链一样持续下去。这就像用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其它铀核„„于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是链式反应。

播放链式反应动画，让学生更直观、更形象的理解链式反应。1.聚变

两个较轻的原子核，在超高温和超高压的条件下，聚合成一个较重的原子核，同时释放出核能的过程就是核聚变，也称为热核反应。

氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。太阳内部发生的就是这种热核反应。核聚变释放出来的能量为裂变的四倍以上。

（三）核能的利用

谁能说一说，现在人类对核能的利用有哪些呢？（学生回答）对了，一是利用核能发电，一是应用到军事领域。这就是核电站的核心设备──核反应堆。

为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来.为此，人们制成了一种专门装置——核反应堆.它是核电站的核心设备。核反应堆能缓慢、平稳地释放核能。

教师展示小知识：

1942年人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。当时的核反应堆的功率非常小，大约要260座这样的反应堆才能点亮一只40W的灯泡。然而，这是人类利用核能的关键一步。

今天，一座核反应堆的功率可达百万千瓦，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。在不可再生能源日趋珍贵之时，适度发展核电是人类的一种选择。以百万千瓦的电站为例，一年消耗煤300多万吨，每天要有一列40节车厢的火车为它拉煤。而用核原料，一年只需消耗30吨，一辆重型卡车即可拉走，一次换料，可以连续运行一年。

教师展示图片：我国第一座自行设计建造的核电站——秦山核电站三期工程 核电站就是利用核反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。

教师展示图片：核电站内部结构 为了安全地利用核能，核电站常利用循环水流把反应堆中的内能引导出来．但由于从反应堆中出来的水和蒸汽是有放射性的，不能直接用来推动机器，因而要把它跟产生蒸汽并推动汽轮机的水分隔开来，形成两个回路(如图所示)．第一同路用不锈钢管子做成，管子通过反应堆中心，用泵使水在管子里循环流动，把核反应放出的能量带出；第二网路包在第一回路的外面，吸取第一回路的热量，使得第二回路里的水转化成蒸汽，推动汽轮机运转，将内能转化成机械能，然后进入冷凝器，液化成水。最后汽轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能．

核废料处理

阅读教材：了解当前处理核废料的常用办法；

了解我国和世界上核能利用的最新进展；

通过可控制聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。因为海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核，足够人类使用几百亿年，而且反应物是无放射性污染的氦。

中国的可控核聚变研究位居世界先进行列，50年后，有望实现商业运营。希望同学们努力学习，将来为中国的核电事业贡献力量。

如果核反应不加控制，大量的原子核就会在一瞬间发生裂变或聚变，释放出大量的核能。原子弹、氢弹爆炸时，发生的核反应，就是不加控制的。原子弹爆炸后升起的蘑菇云就是原子弹爆炸时释放的巨大核能产生的高温高压气体向外扩散时形成的，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力都是十分巨大的。氢弹爆炸威力是原子弹的几百倍到上千倍。

在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。

核武器的威力带给人类的代价是惨痛。1945年，美国投入日本广岛市区的“小男孩”原子弹，造成80%的建筑物化为灰烬，6万多人丧生，7万多人受伤，伤亡总数占全市人口的53%。而当时的小男孩的威力仅14000吨梯恩梯当量，现代原子弹的威力可达1000万吨梯恩梯当量，甚至更高。如果人类发动核战争，就会毁掉我们赖以生存的地球。

大家说，我们国家应不应该发展核武器呢？

（学生讨论、交流并回答）

1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功；1967年6月17日，中国成功地爆炸了一颗氢弹。

核武器越是为美帝国主义及其合伙者所垄断，核战争的危险就越大，中国发展核武器，是为了防御，为了保卫中国人民免受美国发动核战争的威胁。

同学们在课下可以继续讨论这些问题。

三、当堂练习

1.从核能到电能，下列能量转化过程中正确的途径是（）A、核能→机械能→内能→电能 B、核能→内能→机械能→电能 C、核能→内能→电能 D、核能→电能

2.2014年8月，我国自主研发的“华龙一号”核电站总体技术方案通过专家评审。核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法中正确的是（）A、目前核电站都是通过聚变反应来释放核能 B、核电站产生的核废料对环境没有污染 C、核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 D、核反应堆所用的核燃料主要是氢的同位素

3.下列关于核能的说法中正确的是（）

A、物质是由原子组成，原子中有原子核，因此利用任何物质都能获得核能 B、到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变 C、原子弹和氢弹都是利用原子核裂变

D、原子核只有在人为的条件下才会发生裂变和聚变

4.下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是（）A、通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成 B、放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害 C、目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的 D、核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限

四、课堂小结

同学们，通过这节课的学习，你有哪些收获？（学生总结，教师补充）

五、布置作业

阅读“STS”中的“核电站和核废料处理”。